学会了Optistruct线性瞬态分析，我就成了预测时变载荷(地震、风)的神

一、线性瞬态分析概述

目标：计算结构在时变载荷（地震、风、爆炸、冲击等）下的动态响应。
输出：位移、速度、加速度、力、应力、应变（均为时间函数）。
控制方程：
   
初始条件：
   

•      ：质量矩阵，      ：阻尼矩阵，      ：刚度矩阵。
   

二、分析方法分类

1. 直接瞬态响应（Direct Transient）

• 求解方法：直接积分运动方程（Newmark-Beta法）。
• 阻尼处理：    
       
•      ：粘性阻尼矩阵
•      ：整体结构阻尼（PARAM,G）
•      ：等效粘性阻尼转换频率（PARAM,W3/W4）
•      ：单元结构阻尼贡献
• 时间积分方案（通过TSTEP的TMTD控制）：
• TMTD=空：传统方法（默认）
• TMTD=1：Newmark-Beta法

2. 模态瞬态响应（Modal Transient）

• 步骤：
1. 先进行模态分析，获取特征值      和特征向量      。
2. 将位移表示为模态坐标：      （15）
3. 运动方程转换为模态空间：    
        
• 阻尼处理：
• 使用阻尼表TABDMP1/TABDMP2为各模态指定阻尼比      （。
• 残差向量（提高精度）：
• 单位载荷法：在动力载荷自由度施加单位静力。
• 外载荷法：直接使用动力载荷的静态等效（默认）。

3. 傅里叶变换法（Fourier Transformation）

• 适用场景：周期性载荷（如车辆过颠簸路面）。
• 流程：
1. 时域载荷→频域（傅里叶变换）：      （24）
2. 频域响应：      （25）
3. 频域响应→时域（逆变换）：      （26）
• 限制：需充分阻尼、载荷需衰减至零、频率间隔满足      （27）。
   

三、关键技术细节

自动时间步长（Auto Stepping）

• 控制参数：TSTEP的MREF=1（启用），TOL（用户容差）。
• 局部截断误差（LTE）：    
       
• 步长调整策略：    

  条件	动作
  	拒绝当前步，步长减半重算
  	接受当前步，下一步减半
  	保持步长
  	下一步步长增大至1.25倍

阻尼类型转换

• 结构阻尼        → 等效粘性阻尼：    
       

四、输入/输出设置

关键输入

• 载荷与边界：SPC（约束）、DLOAD（动态载荷）、TLOAD1/TLOAD2（温度载荷）。
• 初始条件：IC（仅直接法可用）。
• 时间步控制：TSTEP(TIME)（定义步长/终止时间）。
• 阻尼：
• 整体阻尼：PARAM,G
• 模态阻尼：SDAMPING引用TABDMP1。

输出

• 默认输出：位移（DISPLACEMENT）、应力（STRESS）、应变（STRAIN）等时程结果。
• 相对运动输出：PARAM,ENFMOTN,REL（相对于强制运动）。
• 模态结果：DISP(MODAL)（仅特征向量）、DISP(MODAL,NODAL)（向量+响应）。

五、重要限制

1. 不支持惯性释放（Linear Transient）。
2. 初始条件：仅直接法可定义（模态法/傅里叶法不可用）。
3. 子案例数量：仅允许一个瞬态分析子案例。
4. 傅里叶法兼容性：不可与模态频响分析子案例共存。

 

应用建议：

• 直接法：适用于小规模模型或需精确初始条件的场景。
• 模态法：适合大规模模型，配合残差向量提高精度。
• 傅里叶法：专为周期性载荷设计，需注意阻尼和频率间隔设置。